CN1991800A - 一种指纹识别存储设备及指纹识别方法 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别存储设备及指纹识别方法，该设备包括存储器(3)、控制器(2)和DSP(1)。DSP(1)包括指纹处理单元(6)，用于利用指纹识别算法进行指纹图像进行优化，提取特征点，与相应指纹数据进行对比，并决定用户是否能够通过计算机访问存储器(3)。还包括指纹管理单元(7)，其用于存储指纹数据；当指纹处理单元(6)进行指纹处理时，在计算机上显示处理界面，并提取对应的指纹数据供指纹处理单元(6)进行指纹数据对比。所述存储器(3)包括自动运行单元(8)，用于存储设备与计算机连接时，批处理并自动运行所述的指纹管理单元(7)和指纹处理单元(6)。本发明还公开一种指纹识别方法。其独立进行指纹识别，不依赖于计算机和操作系统，运行速度快，而且安全性得到保证。

Description

一种指纹识别存储设备及指纹识别方法

技术领域

本发明涉及应用软件，特别是涉及一种利用指纹识别技术识别的存储设备及指纹识别方法。

背景技术

随着商业竞争的激烈程度提高，人们对个人信息及重要文档的保密要求越来越高，各种电子产品的安全性也变得日趋重要，因此，产生了各种各样的保护设备安全的信息安全装置，其中一种就是加密装置。

加密就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理，使其成为不可读的一段代码，通常称为“密文”，使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容，通过这样的途径来达到保护数据不被非法人窃取、阅读的目的。

该过程的逆过程为解密，即将该编码信息转化为其原来数据的过程。

目前加密装置采用的加密方法主要有：

(1)数字签名：又称电子加密，它利用公开密钥加密技术来实现。发送者使用自己的专用密钥和哈希函数对报文摘要进行加密形成发送者的数字签名。接收者首先从接收到的原始报文中计算出报文摘要，接着再用发送者的公开密钥对报文附加的数字签名进行解密。如果两个报文摘要相同，那么接收方就可以确认该数字签名是发送方的。

(2)数字证明：又称公开密钥证明、数字ID、数字护照。如果甲和乙需要对彼此的密钥进行认证。甲不能简单地向乙询问其公开密钥，因为在网络上可能存在第三者截获甲的请求，并发送他自己的公开密钥，这样，第三者就可以阅读甲传送给乙的所有消息。因此，需要一个第三方的认证机构(CA)，使甲即使是通过不完全的渠道，也能够借助它可靠地获取乙的公开密钥。CA为乙的公开密钥生成一个证书(数字签名)。任何人都可以获取乙的公开密钥，并利用该证书作为验证公开密钥的根据。在网络上，证明的作用就像公民的护照，网上的某些服务仅对持有证明的用户提供。

但是这些加密技术都存在许多局限性。例如，密码容易被忘记或被别人窃取、破解等等。尽管现行系统通过要求用户及时更换口今来防止密码盗用问题，但这种方法不但增加了用户的记忆负担，也不能从根本上解决问题。而最主要的是，如果用户忘记密码，即不能对移动存储产品中的加密数据进行任何操作。只能对其进行初始化工作，导致数据被破坏消失。

(3)指纹技术

虽然目前计算机加密技术种类繁多，但指纹加密可以说是其最终方向，因为人的指纹互不相同，极难模仿。口令有失窃、破译的可能，磁卡也可能被盗，而电脑指纹扫描仪却能够区分人的手指与伪造的蜡制或橡胶指纹，因此具有广阔的应用前景。

现有的指纹识别存储设备有：

1、集线器(HUB)结构，因为现有用于用户身份识别的指纹传感器是具有独立的接口，而且所用的身份识别算法是针对该接口而开发，而现有的存储设备也是通过接口与计算机连接，所以，为了使用指纹传感器来识别用户身份，人们就在存储设备中增加一个集线器(HUB)，将两个端口合为一个端口，构成一个能够进行指纹识别的存储设备。如图1所示，该指纹识别存储设备包括集线器(HUB)，控制器，指纹传感器和存储器(硬盘或者闪存颗粒)，控制器和指纹传感器同集线器的端口连接，集线器具有一个可以与个人计算机相连的端口。当指纹识别存储设备与个人计算机(PC)相连时，用户输入指纹，通过集线器将指纹数据传输给计算机，进行对比分析并决定用户是否可以读写存储设备中的数据。

2、指纹传感器与USB控制器直接通信的架构，如图2所示，其所有的管理程序、指纹处理程序都需要在计算机上运行或者依赖于计算机资源，运行速度很慢，安全性差。

中国专利申请CN00104622.5公开了一种指纹硬盘，包括指纹识别器和硬盘，指纹识别器具有控制接口，硬盘具有电源接口和信号接口，指纹识别器与硬盘之间通过电控开关相连接。其通过将指纹识别器与硬盘的有机结合，其解决储存在硬盘里的数据信息安全性问题。

但是现有的这些产品中所用的芯片较多，成本较高，功耗很大，需要额外提供电源，而且相应的指纹识别处理过程均是在计算机中完成，或者依赖计算机内存资源，其运行速度和计算机的性能相关，会造成指纹识别过程变得非常缓慢，甚至会造成指纹存储设备不能正常工作；同时，由于在计算机中信赖于计算机的操作系统而运行，安全性得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷而提供的一种指纹识别存储设备及指纹识别方法，其独立进行指纹识别，不依赖于计算机和操作系统，运行速度快，而且安全性得到保证。

为达到本发明目的而提供的一种指纹识别存储设备，包括存储器和控制器，控制器包括微处理器单元。

该存储设备还包括数字信号处理单元。

所述数字信号处理单元中包括：

指纹处理单元，用于对读写所述安全存储设备中的信息数据的用户通过指纹传感器采集到的指纹数据，利用指纹识别算法对指纹数据进行优化，提取特征点，与相应指纹数据进行对比，并决定用户是否能够通过计算机访问存储器。

指纹管理单元，其用于存储指纹处理单元利用指纹识别算法从指纹传感器获取的用户指纹数据；当指纹处理单元进行指纹处理时，在计算机上显示处理界面，并提取对应的指纹数据供指纹处理单元进行指纹数据对比。

所述指纹管理单元存储在数字信号处理单元或者存储器中。

所述存储器包括自动运行单元，用于存储设备与计算机连接时，批处理并自动运行所述的指纹管理单元和指纹处理单元。

所述自动运行单元存储在存储器的隐藏分区中。

所述的存储设备为硬盘，或者移动硬盘，或者U盘。

所述的存储设备与计算机之间连接的接口为USB接口或者1394接口。

本发明还公开了一种指纹识别方法，包括下列步骤：

步骤A：数字信号处理单元中的指纹处理单元对输入的指纹数据利用指纹识别算法进行优化，提取特征点；

步骤B：输入的指纹数据与相应指纹数据进行对比，并决定用户是否能够通过计算机访问设备。

所述步骤B)还包括下列步骤：

步骤B1)当指纹处理单元进行指纹处理时，指纹管理单元在计算机上显示处理界面，并提取对应的指纹数据供指纹处理单元进行指纹数据对比。

所述步骤A)还包括下列步骤：

步骤A1)当设备与计算机连接时，自动运行单元自动运行，批处理并自动运行所述的指纹管理单元和指纹处理单元。

所述步骤B)包括下列步骤：

步骤B11)指纹处理单元判断指纹特征数据是否相同，如果相同则登录成功，指纹处理单元传输指令给控制器，用户可以利用计算机对存储器进行访问；否则继续；

步骤B12)判断输入次数是否达到限定值，如果是，则登录失败，用户无权访问存储设备，结束；否则返回返回重新输入指纹数据。

所述步骤B)还可以包括下列步骤：

步骤B111)当指纹数据输入后，首先判断该输入的指纹数据是否注册，如果是则进入比对过程；否则继续；

步骤B112)判断该输入的指纹数据是否可以注册，如果是则进入指纹注册，指纹处理单元对输入的指纹数据优化，提取特征点，保存指纹数据到指纹管理单元，完成注册，返回重新输入指纹；否则结束。

进一步，该指纹识别方法还包括下列步骤：

当设备与计算机连接时，自动运行单元自动运行，批处理并自动运行所述的指纹管理单元和指纹处理单元。

所述指纹识别算法为VeriFinger指纹识别算法或者Biokey算法。

本发明的有益效果是：本发明通过改进现有产品，在安全性得到保证的同时，又减少了内部的部件，如集线器(HUB)，从而使存储设备的功耗大大减少，进而不需要另外提供的电源，大大节约了成本。同时，由于存储设备的指纹识别过程独立运行，不依赖于计算机，从而运行速度得到保证，安全性也得到大大的提高。

附图说明

图1为现有的指纹识别存储设备结构示意图；

图2为另一种现有的指纹识别存储设备结构示意图；

图3为本发明的指纹识别存储设备结构示意图；

图4为本发明的指纹识别方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图3、4进一步详细说明本发明的指纹识别存储设备和指纹识别方法。

如图3所示，本发明的指纹识别存储设备包括存储器3和控制器2，控制器2包括微处理器单元5(Micro Controller，MCU)

本发明的存储设备还包括数字信号处理单元1(Digital Signal Processing，DSP)。

本发明的存储设备，既可以是硬盘，也可以是移动硬盘，还可以是U盘等。

数字信号处理单元1中包括指纹处理单元6，其用于对读写所述安全存储设备中的信息数据的用户通过指纹传感器采集到的指纹数据，利用指纹识别算法对指纹数据进行优化，提取特征点，与中的相应指纹数据进行对比，并决定用户是否能够通过计算机访问存储器3。

本发明指纹识别存储设备还包括指纹管理单元7，其用于存储指纹处理单元6利用指纹识别算法从指纹传感器4获取的用户指纹数据；当指纹处理单元6进行指纹处理时，在计算机上显示处理界面，并提取对应的指纹数据供指纹处理单元6进行指纹数据对比。

指纹管理单元7，其可以位于存储器3中，也可以位于数字信号处理单元1中，较佳地，指纹管理单元7位于数字信号处理单元1中。

通常地，指纹处理单元6读写的用户指纹数据是通过公知的指纹传感器4获取。

指纹处理单元6对指纹传感器4采集并传输来的指纹图像进行优化，提取特征点；或者与指纹管理单元7中的相应指纹数据进行对比，并决定用户是否能够通过计算机访问存储器3。

所述指纹识别算法为VeriFinger指纹识别算法或者Biokey算法。

所述存储器还包括自动运行单元8，用于存储设备与计算机连接时，自动运行所述的指纹处理单元6和指纹管理单元7。

现有的存储设备提供了一种能够自动运行某些指定程序的技术，该技术通过存储设备中的一个分区虚拟成光驱，然后运行存储设备中的自动运行文件，一般为Autorun.inf，该自动运行文件运行文件中设定多个批处理程序，完成指定的操作。

在本发明中，自动运行单元8设定批处理指纹处理单元6中的指纹识别程序，指纹识别程序完成读写所述安全存储设备中的信息数据的用户利用指纹识别算法进行指纹识别注册、指纹识别登录和指纹数据管理。

自动运行单元8的处理程序存储的位置被设定为隐藏，只读或者隐藏并只读。较佳地，可以在存储器设置一个隐藏分区，自动运行单元8存储在该隐藏分区中，用户在使用安全存储设备时，不能见到该分区，甚至不能对分区进行操作和重新分区和格式化，进一步保证该分区中自动化运行单元8的安全性。

当指纹管理单元7位于存储器中时，较佳地，该指纹管理单元7中的管理程序和指纹数据也存储在存储器3的隐藏分区中。

本发明中的自动处理过程由控制器中的微处理单元5(MCU)控制数字信号处理单元1处理完成，该过程并不在计算机中完成。

数字信号处理单元1(DSP)同微处理器单元2(MCU)相连，直接通讯。同时，数字信号处理单元1(DSP)将指纹处理单元6中指纹识别的结果通知控制器2的微处理器单元5，微处理器单元5根据指纹识别的结果决定用户能否访问存储器3。

如图4所示，本实施例的指纹识别方法包括下列步骤：

(一)当用户将指纹识别存储设备与计算机相连，通常是个人计算机(PC)，而该计算机已经启动运行或者在安全存储设备与计算机相连后，由用户按公知的常识启动，并在计算机上运行公知的操作系统，如Windows、Unix系统，该操作系统能够利用驱动程序识别通过端口与计算机相连的安全存储设备，这种端口一般是USB端口或者1394端口。

(二)存储设备的控制器2中的微处理器单元5运行自动运行单元8，自动运行单元8批处理指纹处理单元6中的指纹识别算法，指纹管理单元7在计算机上显示指纹处理界面，包括指纹注册，指纹登录和指纹数据管理。

(三)指纹注册通常是通过公知的指纹传感器4将指纹数据传送给指纹处理单元6，指纹处理单元6根据指纹数据设定该指纹数据对应的权限。

公知的指纹传感器4如AuthenTec公司生产的AES2510。

一般地，用户的手指滑过指纹传感器，指纹处理单元6通过指纹传感器4采集到的指纹数据和参数状态，对指纹数据进行优化，提取指纹的特征值，并对这些特征值进行加密，形成加密指纹数据，以二进制形式存入指纹管理单元7。

用户在指纹传感器4上滑动三次，指纹传感器4提取指纹数据和参数状态，然后才将指纹数据传送给指纹处理单元6。

(四)指纹处理单元6通过指纹传感器4的获取指纹数据，与指纹管理单元7中存储的相应指纹数据进行检索比对，判断指纹特征数据是否相同，如果相同则登录成功，指纹处理单元6传输指令给控制器2，用户可以利用计算机对存储器3进行访问；否则判断输入次数是否达到限定值，如果是，则登录失败，用户无权访问存储设备，结束；否则返回返回重新输入指纹数据。

较佳地，当指纹数据输入后，指纹处理单元6首先判断该输入的指纹数据是否注册，如果是则进入比对过程；否则继续；

指纹处理单元6判断该输入的指纹数据是否可以注册，如果是则进入指纹注册，指纹处理单元6对输入的指纹数据优化，提取特征点，保存指纹数据到指纹管理单元7，完成注册，返回重新输入指纹；否则结束。

指纹管理单元7存储指纹处理单元6利用指纹识别算法从指纹传感器4获取的用户指纹数据；当指纹处理单元6进行指纹处理时，在计算机上显示处理界面，并提取对应的指纹数据供指纹处理单元6进行指纹数据对比。

所述指纹识别算法为VeriFinger指纹识别算法或者Biokey算法。

本发明中的数字信号处理单元1也可以集成到控制器5中，实现同样的功能。

采用本发明的技术方案的指纹识别存储设备，由于不需要额外附加集线器(HUB)、适配器等设备，因而功耗较小，根据实际测定的结果，其消耗电流小于500毫安，耗电量非常小，只要通过一个通常的USB接口或者1394接口便可以向其提供电源，其减小了设备的尺寸，又减小设备的功耗，同时还节约成本。同时，由于存储设备的指纹识别过程独立运行，不依赖于计算机，从而运行速度得到保证，安全性也得到大大的提高；另外，在用户通过指纹处理单元登录后，可以通过密钥加密明文，或者利用密钥解密密文，更进一步提高数据的安全性。

以上是对本发明具体实施例的说明，在具体实施过程中本领域的普通技术人员可对本发明利用公知的常识进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。可以理解这种改进并不是对本发明的实质性改变，是在本发明的保护范围内的。

Claims (14)

1.一种指纹识别存储设备，包括存储器(3)和控制器(2)，控制器(2)包括微处理器单元(5)，其特征在于，还包括数字信号处理单元(1)；

所述数字信号处理单元(1)中包括指纹处理单元(6)，用于对输入的指纹数据利用指纹识别算法进行优化，提取特征点，并与相应指纹数据进行对比，并决定用户是否能够通过计算机访问存储器(3)。

2.根据权利要求1所述的指纹识别存储设备，其特征在于，还包括指纹管理单元(7)，其用于存储指纹处理单元(6)利用指纹识别算法从指纹传感器(4)获取的用户指纹数据；当指纹处理单元(6)进行指纹处理时，在计算机上显示处理界面，并提取对应的指纹数据供指纹处理单元(6)进行指纹数据对比。

3.根据权利要求2所述的指纹识别存储设备，其特征在于，所述指纹管理单元(7)存储在数字信号处理单元(1)或者存储器(3)中。

4.根据权利要求1或2所述的指纹识别存储设备，其特征在于，所述存储器(3)包括自动运行单元(8)，用于存储设备与计算机连接时，批处理并自动运行所述的指纹管理单元(7)和指纹处理单元(6)。

5.根据权利要求4所述的指纹识别存储设备，其特征在于，所述自动运行单元(8)存储在存储器(3)的隐藏分区中。

6.根据权利要求1或2所述的指纹识别存储设备，其特征在于，所述指纹识别算法为VeriFinger指纹识别算法或者Biokey算法。

7.根据权利要求1或2所述的指纹识别存储设备，其特征在于，所述的存储设备为硬盘，或者移动硬盘，或者U盘。

8.根据权利要求2所述的指纹识别存储设备，其特征在于，所述的存储设备与计算机之间连接的接口为USB接口或者1394接口。

9.一种指纹识别方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤A：数字信号处理单元(1)中的指纹处理单元(6)对输入的指纹数据利用指纹识别算法进行优化，提取特征点；

步骤B：输入的指纹数据与相应指纹数据进行对比，并决定用户是否能够通过计算机访问设备。

10.根据权利要求9所述的指纹识别方法，其特征在于，所述步骤B)还包括下列步骤：

步骤B1)当指纹处理单元(6)进行指纹处理时，指纹管理单元(7)在计算机上显示处理界面，并提取对应的指纹数据供指纹处理单元(6)进行指纹数据对比。

11.根据权利要求10所述的指纹识别方法，其特征在于，所述步骤A)还包括下列步骤：

步骤A1)当设备与计算机连接时，自动运行单元(8)自动运行，批处理并自动运行所述的指纹管理单元(7)和指纹处理单元(6)。

12.根据权利要求10或11所述的指纹识别方法，其特征在于，所述步骤B)包括下列步骤：

步骤B11)指纹处理单元(6)判断指纹特征数据是否相同，如果相同则登录成功，指纹处理单元(6)传输指令给控制器(2)，用户可以利用计算机对存储器(3)进行访问；否则继续；

步骤B12)判断输入次数是否达到限定值，如果是，则登录失败，用户无权访问存储设备，结束；否则返回返回重新输入指纹数据。

13.根据权利要求10或11所述的指纹识别方法，其特征在于，所述步骤B)还包括下列步骤：

步骤B111)当指纹数据输入后，首先判断该输入的指纹数据是否注册，如果是则进入比对过程；否则继续；

步骤B112)判断该输入的指纹数据是否可以注册，如果是则进入指纹注册，指纹处理单元(6)对输入的指纹数据优化，提取特征点，保存指纹数据到指纹管理单元(7)，完成注册，返回重新输入指纹；否则结束。

14.根据权利要求9或10所述的指纹识别方法，其特征在于，所述指纹识别算法为VeriFinger指纹识别算法或者Biokey算法。

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